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我国海洋石油装备现状及市场前景_苗玉坤

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我国 海洋 石油 装备 现状 市场前景 苗玉坤
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2011年 第 40卷第 9期 第 29页石 油 矿 场 机 械OIL FIELD EQUIPMENT2011,40(9):29~32文章编号 :1001-3482(2011)09-0029-04我国海洋石油装备现状及市场前景苗玉坤1,赵学峰2(1.宝鸡石油机械有限责任公司,陕西 宝鸡721002;2.川庆钻探工程有限公司 国际工程公司,成都610500)①摘要 :概述了我国海洋石油装备的现状 ,分类介绍各种海洋平台现有数量及配套情况 。分析了我国海洋石油装备存在的主要问题 ,提出了我国海洋石油装备的发展建议 ,并根据目前全球海洋石油装备的市场规模及未来几年海洋平台的需求情况 ,论述了我国海洋石油装备具有广阔的市场前景 。关键词 :海洋钻井设备 ;发展趋势 ;市场中图分类号 :TE951   文献标识码 :ASituation and Market Prospect for Offshore Petroleum Equipment in ChinaMIAO Yu-kun1,ZHAO Xue-feng2(1.Baoji Oilfield MachineryCo.,Ltd.,Baoji 721002,China;2.CNPC ChuanqingDrillingEngineeringCompanyLimited International Ltd.,Chengdu610500,China檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪)4)在某些地层 ,例如砾岩中钻进将会产生很大的振动 ,对有着较多运动部件顶驱来说 ,一些比较脆弱的紧固件 、连接件 、销轴承受不了反复交变应力的作用 ,出现疲劳断裂情况 ,从而造成了一定的维修时间 。冲管盘根 、保护接头 、防松装置 、钳牙等在钻井施工期间通常需要1~2次正常的更换操作 ,影响这些操作时间的因素主要是顶驱的结构是否易于拆卸 ,其次与操作者的熟练程度也有一定的关系 。总之 ,使用直线式背钳的顶驱在维护方面要比环形背钳要容易多 ,背钳维护时间约节省1/2。5)保护接头的磨损属于正常情况 。通常 ,保护接头在80次上卸扣过程中不应该出现磨损失效 。造成异常磨损主要是由于上卸扣过程中顶驱主轴与钻柱对扣时有一定的夹角造成旋扣时磨损 ,这可能是由于滑车或导轨的原因 ,也可能由于顶驱本身的回转中心在安装后就与井口中心不同心 ,这种情况在桅杆式井架中更加突出 ;顶驱在上卸扣的过程中必须平衡本身的重力 ,否则在上卸扣的过程中顶驱的重力将完全压在钻杆螺纹上 ,巨大的压力使得螺纹间的摩擦力非常大 ,螺纹很快将磨损失效 。为此顶驱应专门设计液压平衡机构 ,如果该机构失效或调整不当将造成钻杆螺纹磨损 。4 结语顶驱装置是一种机 、电 、液一体化的设备 ,结构复杂 ,制造精度要求高 ,工艺设计及生产制造的难度大 。顶驱的日常使用及管理是非常重要的 ,如果不能正确使用与管理 ,将会造成顶驱停机 ,增加辅助作业时间 ,反而达不到使用顶驱应有的效率 。参考文献 :[1]李传华 ,刘丙瑞 ,刘百红 .引起顶驱钻机振动的原因分析与解决方法 [J].石油矿场机械 ,2007,36(7):57-60.[2]王永勤 ,李安 ,吴永婷 .TDS-11SA型顶驱系统故障树分析 [J].石油矿场机械 ,2009,38(4):23-27.[3]宋路江 ,蔡正敏 ,张贵德 ,等 .顶驱内防喷器在井控中的应用及维护 [J].石油矿场机械 ,2010,39(9):89-91.[4]张宏英 ,李东阳 ,黄衍福 ,等 .顶驱下套管作业装备配套及工艺初探 [J].石油矿场机械 ,2011,40(3):20-23.① 收稿日期 :2011-03-28作者简介 :苗玉坤 (1971-),女 ,吉林大安人 ,工程师 ,主要从事海洋项目市场开发及项目管理工作 。Abstract:The status of China’s offshore petroleum equipment was summarized,classified thequantities and equipment situation introduced in different classification.An analysis of China off-shore petroleum equipment existingmajor problems was also made to propose the development forChina offshore petroleum equipment.Accordingto the current global offshore oil equipment mar-ket size and the market demand for next few years,the market prospects of China’s offshore oil e-quipment is wide and bright.Keywords:marine drilingequipment;developingtrend;market21世纪是海洋开发的时代早已成为全球共识 ,石油和天然气仍是未来世界很长一段时间内能源消费的主要来源 。油气资源开发从陆地转向海洋 、浅海转向深海已成必然趋势 。在我国 ,南海是油气资源最丰富的海域 ,已探明200多个含油气构造和180个 油 气 田 。这些油气田多位于水深500~2 000m区域 。由于海洋石油装备很多关键技术仍依赖于国外进口 ,很大程度上制约了我国海洋石油天然气的勘探开发 。为此 ,必须实现关键领域的集成创新和突破 ,缩小与发达国家在核心 、关键技术方面的差距 ,满足国内深海油气田的装备需求 ,增强参与国际石油装备市场的竞争力[1-3]。1 我国海洋石油装备的现状1.1 固定式钻井平台我国在用的固定式平台共有25座 ,其中中海油拥有24座 ,2006年后新建的12座名义钻井深度在4 000~7 000m,配套设备大部分为国产钻井装备 ,最深工作水深为65m。1.2 坐底式钻井平台目前国内共有坐底式平台8座 ,其中中石油5座 (3座采油平台 、2座钻井平台 ),中石化有3座 。2006年后新建的CPOE3及COPE33坐底式钻井平台适合10m以内水深的海上作业环境 ,配套钻机为7 000m交流变频钻机 ,主要钻井设备均为国产设备 。宝鸡石油机械有限责任公司 (以下简称宝石机械 )为韩国大宇造船海工株式会社提供的坐底式7 000m交流海洋钻井系统是我国第1次将海洋平台钻井系统打入国际市场 。1.3 自升式钻井平台我国现有自升式钻井平台46座 ,作业水深>90m的18座 。中海油有30座 (包括从挪威AWO公司收 购 的5座BMC375及3座KFELS MOD BCLASS 400FT,钻井深度为9 150m(30 000ft),主要钻井装备均为NOV提供 )。海洋石油921~924平台作业水深为61m(200ft),配套宝石机械提供的7 000m直流钻机 。海洋石油931平台作业水深为91.5m(300ft),配套钻机为9 000m,在2008年改造时宝石机械提供了井架 、泥浆泵及游动系统等钻井设备 。COSL941~942的平台设计为F&G公司 ,船型为JU2000E,在大连船厂建造 ,工作水深122m(400ft),钻机能力为9 000m,主要钻井设备均为国民油井公司提供 。COSL936~937平台的设计为F&G公司 ,船型为CJ46,在深圳招商重工造船厂建造 ,工作水深为91.5m(300ft),配套钻机为9 000m,主要钻井设备均为国民油井公司提供 。中石油海洋公司拥有8座 ,CPOE5~8号在青岛北海船厂建造 ,工作水深为40m,CPOE9~10号在大连船厂建造 ,最大工作水深为91.4m,上述平台均配套宝石机械提供的7 000m钻井设备 。1.4 半潜式钻井平台我国拥有的半潜式钻井平台共有7座 ,其中中石化有2座 ,即勘探3号及勘探4号 。勘探3号1983年在上海船厂建造 ,作业水深为45~180m,配套钻机为7 000m,宝石机械提供了7 000m动态井架 ,其余主要钻井设备均为国外生产 。勘探4号1994年购入 ,作业水深为46~610m,配套钻机为7 000m,在新加坡远东船厂建造 ,主要钻井设备为进口 。中海油拥有半潜式钻井平台共5座 ,即南2、南5、南6、海洋石油981及COSLPIONEER。南海2号作业水深为305m,南海5号及6号作业水深为457m,这3个平台设计及建造均为国外公司 ,配套钻机为7 000m,主要钻井设备由NOV及MH公司生产 。海洋石油981号平台的基本设计为F&G公司 ,上海第708研究所承担详细设计 ,由上海外高桥造船有限公司建造 ,属于当今最先进的第6代深水半潜式钻井平台 。海洋石油981平台已于2011-05-23在上海建成交付 。平台主要设计参数为 :工作水·03·石 油 矿 场 机 械2011年 9月深3 050m(10 000ft),钻井深度10 000m(32 830ft)。COSLPIONEER是在中集烟台莱佛士船厂建造的第5代深水半潜式钻井平台 ,作业水深750m、钻井深度7 500m。COSL PIONEER是第1艘进驻挪威海域的由中国制造的钻井平台 ,对中国海洋装备产业具有非常重要的意义 !2 我国海洋石油装备存在的主要问题我国海洋石油装备产业经过近几年的飞速发展 ,取得了非常大的进步 ,但与世界海工第1阵营的欧美国家及第2阵营韩国和新加坡相比 ,还存在着一些问题 ,主要表现在4个方面 :1)部分配套设备依赖进口 ,海洋石油装备企业市场竞争力薄弱 。我国海洋石油开发装备的国产化率仅在20%左右 ,可配套产品范围较窄 ,性能和质量同国外有一定差距 ,关键设备依赖进口 。以深水钻井平台 “海洋石油981”为例 ,其所有核心部件 ,包括柴油机 、变频器 、井口机械化工具 、大型吊机 、顶部驱动装置 、船舶主机 、主推进系统等均由外方公司设计制造 。2)海洋石油装备适应水深 、钻深能力较差 。全球现有和在建的175艘半潜式平台中 ,16艘工作水深超过2 286m(7 500ft),其中Deepwater Hori-zon、Eirik Raude(Bingo 9000系列 )[4]工作水深达到3 048m(10 000ft),Frigstad D90半潜平台最大工作水深3 657m(12 000ft),深水海洋钻井提升设备的能力达到12 500kN,钻井深度超过10 000m等 。相比较 ,我国海洋石油钻井装备至今还没有真正涉足深水领域 ,产品配套范围最大为9 000m钻深能力 。除了在Frigstad D90半潜式平台上配套过4套F-2200HL型泥浆泵外 ,其他深水钻井平台均未配套过国产钻井设备 。3)国内原材料 、加工和试验设施较差 。我国基础工业落后 ,原材料性能不能满足海洋石油装备日益发展的要求 。通常 ,海洋石油装备用钢的屈服强度为250~350MPa,为了降低海洋石油装备的建造成本 ,国外高强度钢 (屈服强度为420~550MPa)得到了广泛使用 ,而我国对于高强度钢的研制比较落后 。现有的加工设备及试验手段有限 ,不能满足海洋石油装备配套设备的加工工艺试验条件的需要 。例如 ,国内制造的隔水管由于缺乏相应的试验设施 ,必须到国外进行抗疲劳试验 。4)海洋钻井装备配套率偏低 。目前国产的9 000m钻井系统已经在91.5m(300ft)自升式平台上配套 ,但12 000m钻井系统还只是在陆上油田使用 。我国的石油装备生产厂家虽然已研制出相关设备 ,但由于海洋平台结构复杂 、体积庞大 、造价昂贵 ,技术含量高 ,所处的海洋环境十分复杂和恶劣 ,且由于缺乏海洋平台上的使用经验 ,设备性能及可靠性没有得到有效验证 ,从而使得海洋钻井装备整体配套率偏低 。3 我国海洋石油装备的发展建议[5-6]3.1 加大深海钻井装备研制力度目前 ,国内技术比较成熟的海洋石油钻井系统只能满足7 000m钻深需要 ,应主要开发9 000m及10 000m电驱动海洋深井成套钻机 。主要为钻井船 、半潜式平台配套的海洋动态井架 、钻井平台用4 413kW(6 000hp)绞车 、2 206.5kW(3 000hp)泥浆泵 、顶驱 、605转盘 、海洋防喷器等 。3.2 提升关键设备研发能力随着海上装备配套需求日益旺盛 ,相关企业已经瞄准海上装备 ,按照海上工况的特殊要求改进和提升产品的性能 。以提升柴油发电机组 、电控系统 、大型吊机 、轴系 、自升式平台升降系统齿轮和齿条 、深井钻机 、深水平台升沉补偿装置 、管子自动化处理系统 、钻井船 、半潜式钻井平台配套的隔水管 、张紧器等关键设备为重点 ,提升关键设备研发能力 。3.3 加快海洋水下钻采装备研制进程海洋水下钻采装备主要包括海洋立管 、水下井口 、井控装置及海洋集输系统等 ,由于海洋水下设备具有高投入 、高风险 、高技术等特点 ,所以长期以来其技术一直被国外发达国家所垄断 。近几年来 ,我国一些企业已着手海洋水下装备研究和探索 ,宝石机械承担的国家高技术研究发展计划 (863计划 )“海洋深水钻井隔水管系统研究 ”已完成样机制造并已运抵美国休斯敦 ,进行最后1项抗疲劳试验 。随着世界各国深海油气开发力度的不断加大及我国对南海开发进程的加快 ,海洋水下钻采装备的需求会日益迫切 ,因此加快海洋水下钻采装备研制进程势在必行 。3.4 实施人才战略有效整合资源由于国内在海洋石油装备开发过程中出现了需求间断 ,导致许多专业人才流失严重 ,出现了人才断·13·第 40卷第 9期苗玉坤 ,等 :我国海洋石油装备现状及市场前景层 ;科研项目开发分散 ,总体协调机制较弱 ,成果分享困难 ;国内较集中的制造基地由于隶属不同 ,利用效率低 ,在很大程度上制约着我国装备制造产业整体规模和效益 。所以要大力实施人才战略 ,引进高端海洋专业人才 ;有效整合资源 ,做到成果共享 ;以市场为导向 ,培育壮大一批具有竞争力的海洋石油装备配套制造企业 ,实现规模化 、专业化生产 。4 我国海洋石油装备的市场前景展望4.1 目前世界海工装备市场规模根据RIGZONE统计 ,截至2010-11底 ,世界海洋钻采平台 (船 )(含在建 )共1 426座 ,如表1。表 12010年世界主要海洋钻采平台 (船 )情况 (艘 /座 )主要类型 在役 在建 合计钻井船 8947  136半潜式钻井平台 222157  379自升式钻井平台 523310  833坐底式钻井平台 60  6钻井驳船 4824  72小计 888538  1 426注 :资 料 来 源 http://www.rigzone.com/,数 据 截 至2010-11。4.2 世界海工市场需求预测根据国际权威机构Douglas Westwood预测 ,2013年全球海上石油开采的投资将达到$3 600亿元 。通常 ,在海洋油气资源开发总投资中 ,海工装备将占总投资的20%~25%。保守估计 ,2011—2015年世界海洋工程装备市场的年均容量$700亿元以上 ,未来5a海洋工程装备投资总额至少为$3 500亿元 。海洋工程剖析机构ODS根据海洋工程产品种类 ,从更新需求和新增需求2个方面对世界海洋工程装备未来5a进行了预测 :2010—2015年 ,世界海洋钻井装置需求总量为83~116座 ,其中自升式钻井平台为6~12座 ,半潜式为66~193座 ,钻井船为11~12座 ,年需求平均为16~24座 ;加上海洋工程辅助船需求以及平台更新及改造需求 ,粗略预测未来5a全球海工市场规模为$2 765亿元 ;目前中国的市场占有率为10%,假设5a后中国的市场占有率上升至13%(中性估计 ),则未来5a年中国所面对的海工市场为$360亿元 ,年平均 规 模 为$72亿元 。虽然上述2大机构预测结果存在一定误差 ,但即使按ODS预测未来5a海工装备市场规模总额也将有$2 765亿元 ,显示了海工市场的强大需求 。4.3 我国海工装备的市场前景中国政府已经将海工装备制造明确列入 “十二五 ”期间重要扶持的先进制造业之中 ,“十二五 ”期间将重点发展海洋钻井平台 、新型海洋工程装备 、深水定位系泊系统等配套设备 ,形成海洋工程装备新兴产业 。中国海洋装备企业在过去几年间已经在国际海工市场份额上快速提升 。国外设备相对长的交货周期及高昂的价格也给我国海洋装备的发展带来了有利的市场机遇 。可以预见未来10a将是海洋工程设备发展的黄金时期 。5 结语随着世界各国深海油气开发力度的不断加大 ,油气资源勘探开发向深海进军已成必然趋势 。应加大深海钻井装备研制力度 ,提升关键设备研发能力 ,加快海洋水下钻采装备研制 ,掌握海洋石油装备核心技术和关键技术 ,增强自主创新能力 ;建立完善的产业链 ,发挥产业的集聚效应 ,增强海洋石油装备建造能力 ,促进装备制造业持续发展 。随着我国能源消费量的增加 、国家能源开发和储备战略的调整 ,保护和开发海洋油气资源的紧迫性增强 ,为海洋油气开发装备产业发展带来了广阔的发展空间 。参考文献 :[1]侯福祥 ,张永红 ,王辉 ,等 .深水钻井关键装备现状与选择 [J].石油矿场机械 ,2009,38(10):1-4.[2]侯福祥 ,王辉 ,任荣权 ,等 .海洋深水钻井关键技术及设备 [J].石油矿场机械 ,2009,38(12):1-4.[3]杨轶普 ,肖文生 ,岳吉祥 ,等 .深水半潜式平台钻井控制室设计 [J].石油矿场机械 ,2009,38(3):68-72.[4]赵洪山 ,刘新华 ,白立业 .深水海洋石油钻井装备发展现状 [J].石油矿场机械 ,2010,39(5):68-74.[5]中国石油天然气集团公司海洋石油装备国产化研究课题组 .海洋石油装备国产化研究报告 [R].2006.[6]赖笑辉 ,王维旭 ,栾苏 ,等 .我国海洋钻井装备国产化现状及 发 展 展 望 [J].石 油 矿 场 机 械 ,2010,39(12):15-18.·23·石 油 矿 场 机 械2011年 9月
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